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如图所示,竖直平面内有一光滑圆弧轨道,其半径为R,平台与轨道的最高点等高,一小球...

如图所示,竖直平面内有一光滑圆弧轨道,其半径为R,平台与轨道的最高点等高,一小球从平台边缘的A处水平射出,恰能沿圆弧轨道上的P点的切线方向进入轨道内侧,轨道半径OP与竖直线的夹角为45°,重力加速度为g,试求:
(1)小球从平台上的A点射出时的速度v
(2)小球从平台上射出点A到圆轨道入射点P之间的距离l;
(3)小球能否沿轨道通过圆弧的最高点?请说明理由.

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(1)恰好从光滑圆弧ABC的A点的切线方向进入圆弧,说明到到A点的速度vA方向与水平方向的夹角为θ,这样可以求出初速度v; (2)平抛运动水平方向做匀速直线运动,竖直方向做自由落体运动,根据平抛运动的基本规律求出P点与A点的水平距离和竖直距离,并进行合成求出位移大小; (3)设小球能到达D点,根据机械能守恒定律求得D点速度,再运用牛顿第二定律和圆周运动知识求解. 【解析】 (1)小球从A到P的高度差h=R(1+cos45°)=(+1)R 小球做平抛运动有     h=gt2    小球平抛时间     t==   则小球在P点的竖直分速度vy=gt=     把小球在P点的速度分解可得v=vy     所以小球平抛初速度v=     (2)小球平抛下降高度 h=vy•t    水平射程    s=vt=2h   故A、P间的距离 l==h    由上式可解得 l=(+)R    (3)能.小球从A到达Q时,根据机械能守恒定律可得 vQ=v=>,所以小球能通过圆弧轨道的最高点. 答:(1)小球从平台上的A点射出时的速度v=; (2)小球从平台上射出点A到圆轨道入射点P之间的距离为; (3)小球能沿轨道通过圆弧的最高点,根据机械能守恒定律可得:vQ=v=>,所以小球能通过圆弧轨道的最高点.
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考点分析:
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在研究摩擦力特点的实验中,将木块放在水平长木板上,如图a所示,用力沿水平方向拉木块,拉力从0开始逐渐增大.分别用力传感器采集拉力和木块所受到的摩擦力,并用计算机绘制出摩擦力Ff随拉力F的变化图象,如图b所示.已知木块质量为0.78kg.取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.60,cos37°=0.80.
(1)求木块与长木板间的动摩擦因数.
(2)若木块在与水平方向成37°角斜向右上方的恒定拉力F作用下,以a=2.0m/s2的加速度从静止开始做匀变速直线运动,如图c所示.拉力大小应为多大?

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(1)在“验证力的平行四边形定则”的实验中某同学的实验情况如下1所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳,图2是在白纸上根据实验结果画出的图.
①图2中的______是力F1和F2的合力的理论值,______是力F1和F2的合力的实际测量值.
②下列说法正确的是______
A.两根细绳必须等长
B.两分力F1和F2应垂直,这样便于准确算出合力
C.同一次实验应将橡皮条和细线的结点拉到相同的位置
D.本实验利用了等效替代的科学方法
(2)某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加速度,电源频率f=50Hz.在纸带上打出的点中,选出零点,每隔4个点取1个计数点.因保存不当,纸带被污染,如图3所示,A、B、C、D是依次排列的4个计数点,仅能读出其中3个计数点到零点的距离:sA=16.6mm、sB=126.5mm、sD=624.5mm.若无法再做实验,可由以上信息推知
①相邻两计数点的时间间隔为______s;
②打C点时物体的速度大小为______m/s(取2位有效数字);
③物体的加速度大小为______(用sA、sB、sD和f表示).
(3)某同学采用半径R=25cm的1/4圆弧轨道做平抛运动实验,其部分实验装置示意图如图43所示.实验中,通过调整使出口末端B的切线水平后,让小球从圆弧顶端的A点由静止释放.图5是小球做平抛运动的闪光照片,照片中的每个正方形小方格的边长代表的实际长度为4.85cm.已知闪光频率是10Hz.则根据上述信息可知:
①小球到达轨道最低点B的速度大小
vB=______m/s,小球在D的竖直速度大小vDy=______m/s,当地的重力加速度g=______m/s2
②小球在圆弧槽上是否受到了摩擦力:______(填“受到”、“未受到”、“条件不足,无法确定”).manfen5.com 满分网
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三个完全相同的窗户1、2、3,如图所示,图中直线为苹果在空中的运动轨迹.若不计空气阻力的影响,以下说法正确的是( )
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A.苹果通过第1个窗户所用的时间最长
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C.苹果通过第1个窗户重力做的功最大
D.苹果通过第3个窗户重力的平均功率最大
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在一棵大树将要被伐倒的时候,有经验的伐木工人就会双眼紧盯着树梢,根据树梢的运动情形就能判断大树正在朝着哪个方向倒下,从而避免被倒下的大树砸伤.从物理知识的角度来解释,以下说法正确的是( )
A.树木开始倒下时,树梢的角速度较大,易于判断
B.树木开始倒下时,树梢的线速度最大,易于判断
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某同学在篮球训练中,以一定的初速度投篮,篮球水平击中篮板,现在他向前走一小段距离,与篮板更近,再次投篮,出手高度和第一次相同,篮球又恰好水平击中篮板上的同一点,则( )
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B.第二次击中篮板时篮球的速度大些
C.第二次投篮时篮球初速度与水平方向的夹角大些
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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